Местные потери при ламинарном режиме движения. Эквивалентная длина.

при трд

при лрд

h_тр – потери, обусловленные трением

h_в – потери, обусл. вихреобразованием

h_тр=f(v) h_в=f(v²)

A,B – const, зависящие от вида местного сопротивления

ξ_м – коэф. местного сопротивления при лрд

При лрдкоэф. потерь зависит от вида сопротивления и числа Рейнольдса.

На практике при лрд местные сопротивления выражают через эквивалентные длины, при этом практическую длину трубопровода увеличивают на длину l_экв, на кот-й потери наопра будут равны потерям на данном местном сопроивлении.

 

h_m=ζ_m* h_дл=ℷ* ζ_m=ℷ*

 

30.Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке. Определение скорости и расхода при истечении через малое отверстие в тонкой стенке (вывод).

Этот вид хар-тся тем, что исходная потенциальная энергия ж-стипреобраз. в кинетич энергию вытек.струи.

В технике широко использ. устройство в виде малого отверстия в тонкой стенке.

P_c – давление окруж. среды

d_c – характер. сеч/ струи в сжатом месте.

Под тонкой понимается стенка, по истечению через которую струя соприкасается лишь с острой изломкой на внутренней пов-сти резервуара.

Таким обр., тонкая стенка не оказывает влияния на хар-р истечения.

t≤(1-1.5)d

При истечении через малое отверстие в тонкой стенке на расст-ние l от внутр. кромки резервуара формируется сжатое сечение с диаметром d_c. l =(0.5-1)d

Малым наз. отверстие, у кот-го диаметр d≤0.1H =>H≥10d.

Степень сжатия струи в сжатом сечении «с-с» хар-тсякоэф. сжатия ε.

Определение скорости и расхода:

h_TC–тонкой стенки

Z₁=H P₁=P₀ v₁≈0

Z₂=0 P₂=P_c v₂=v

- расчётный напор (хар-ет исходный запас потенц. энергии ж-сти).

H_p=v²/2g*(α+ _tc) →

- коэф. скорости

φ<1 – показ.отношение действит-й скорости в сжатом сечении к скорости движ. идеальной ж-сти.

- коэф. расхода

μ<1 – показ.отнош. действительного расхода к расходу теоритич-му.

Теоритический расход – расход, обусловленный движ. идеальной ж-сти без сжатия дуги.

Истечение жидкости через малое затопленное отверстие. Определение скорости и расход.

Истечение через отверстие под уровень ж-сти-отв. Наз. Затопленным.

 

U

d

H1

H

H2

 

 

Это, те самые преобразования:

Z₁+ + = Z₂+ + +h_т.с.

Z₁=H; P₁=P₀ ; V₁=0

Z₂=0; P₂=P_c ; V₂=V

H+ = + + _т.с.

H+ =H_p. - расчетный напор, характеризует исходный запас потенциальной энергии жидкости.

H= ( +𝜉_т.с) =>V= =

V= ; = – коэф. Скорости; =

µ = – коэф расхода; Q=µS

µ=

 

=0,97; µ =0.62; =0,64; = 0,05

Таким образом, по истечении через затопленное отверстие получаются те же самые расчетные формулы, что и при истечении в воздушную (газовую) среду. Только напор Н в данном случае представляет разность геометрич напоров по обе стороны от затопленного отверстия. Скорость V и расход Q не зависят от глубины расположения отверстия внутри жидкости. При истечении через затопленное отверстие, коэф (фи, мю, эпсилон, кси) принимают те же значения, что и при истечению в газовую среду.

U= Q=

Истечение жидкости через насадки. Определение скорости и расхода при истечении через внешний цилиндрический насадок.

Насадки – короткие трубки длинной l =(3-4)Hc постоянным либо меняющимся сечением по длине. Применяются в гидро-пневмо сис. для формир-ния струи с заданными энергетич. параметрами.

v=200-300м/с P₂<<P_атм

Если P₂≤P_нп(насыщенных паров), то поток наполняется пузырьками газа(воздуха).

P_д=ρv² – динамическое давление.

Скорость и расход

Короткая труба длиной (3-4)d выполнена без закругления входной кромки – внешний цилиндрический насадок. Струя на входе в насадок вначале сжимается, затем постепенно расширяется и на выходе заполняет всю площадь поперечного сечения.

 

 

ε=1 µ=φ

т.к. ε=1

V= Q=µS

Длявакуума:

v_c<v₂ P_c>P₂

P₂=P_атм=>P_c<P_атм=>вакуум

P_атм-P_c=P_вак

P_вак.= gh_вак.

Критический напор

При увеоиченииН_р скорость ж-сти в сжатом сечении возрастает, а давлнеиР_с падает. При некотором критическом напоре Н_р=Н_кр, Р_с=Р_нп – насыщ паров. При этом происходит интенсивное выделение расворённого в воде воздуха и газов, что в конечном счёте приводит к отрыву струи от стенки насадка.

Напор, при котором происх. указанное изменение режима течения – критический.

Р_нп=2,4 кПа при темпер-ре 20град С.